基于旋轉(zhuǎn)平臺的多視角三維重建.pdf

1、近年來，隨著影視動漫、逆向工程和工業(yè)檢測等行業(yè)的迅速發(fā)展，三維重建作為其中核心技術(shù)之一，受到了普遍的關(guān)注和研究。本論文研究的三維重建基于一個旋轉(zhuǎn)平臺，該平臺繞其中心軸做指定角度旋轉(zhuǎn)，拍攝物體多個角度圖像，獲取物體完整的三維模型。論文圍繞多視角三維數(shù)據(jù)獲取和處理上的若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探討，主要有三維數(shù)據(jù)的獲取，不同視角三維數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)、融合等技術(shù)。
　　 三維數(shù)據(jù)的獲取。本文設(shè)計了基于雙目立體視覺的旋轉(zhuǎn)平臺系統(tǒng)，該系統(tǒng)由兩個攝像機(jī)及一

2、個可精確控制的旋轉(zhuǎn)平臺構(gòu)成。針對雙目立體視覺在物體無紋理區(qū)域，匹配難度較大的問題，結(jié)合時空立體視覺方法，用投影儀向物體表面投射條紋以增加紋理，實現(xiàn)了物體表面無紋理區(qū)域的精確重建。
　　 多視角三維數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)是構(gòu)建完整三維模型的重要一步，目的就是尋找不同視角數(shù)據(jù)的空間位置轉(zhuǎn)換關(guān)系，從而將這些空間點(diǎn)云數(shù)據(jù)統(tǒng)一到一個坐標(biāo)系內(nèi)。本文提出一種簡捷有效的配準(zhǔn)算法。算法根據(jù)標(biāo)定板圖像角點(diǎn)信息，推導(dǎo)出不同視角下點(diǎn)云數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，進(jìn)而實現(xiàn)數(shù)

3、據(jù)粗配準(zhǔn)。目前使用最為廣泛的精配準(zhǔn)算法是兩視角ICP算法，在此基礎(chǔ)上，本文實現(xiàn)了多個視角的全局配準(zhǔn)ICP算法，實現(xiàn)了各視角點(diǎn)云數(shù)據(jù)的高精度配準(zhǔn)。
　　 多視角三維數(shù)據(jù)融合是三維重建的另一重要環(huán)節(jié)，指合并不同角度采集三維數(shù)據(jù)的重疊區(qū)域，目前被廣泛應(yīng)用的有基于網(wǎng)格縫合和基于隱式曲面的等融合方法。本文實現(xiàn)了基于泊松方程的隱式曲面融合算法，較好地重建了物體表面。
　　 實驗結(jié)果表明，采用本文提出方法構(gòu)建的三維模型精度高，真實感強(qiáng)